环境中多环芳烃的研究进展

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微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃(PAHs)是一类广泛存在于环境中的有机污染物,由于其低挥发性和难降解性,对环境及生物造成较大的危害。

研究发现高效降解PAHs的微生物对于环境污染修复和生物降解技术的发展至关重要。

本文对近年来微生物降解土壤中PAHs的研究进展进行了综述,总结了不同微生物降解PAHs的机制和影响因素。

在微生物降解PAHs的机制方面,研究表明,微生物降解PAHs的主要途径是通过酶的作用将PAHs氧化分解为较小的化合物。

氧化酶是最关键的降解酶,如环氧化酶、苯并三环二酮酶等。

还有一些微生物通过羧化酶、脱氢酶等酶来降解PAHs。

微生物降解PAHs还涉及到一系列辅助因子,包括细胞表面(如外膜)、细胞中质子梯度、底物生物可及性等。

这些辅助因子对于微生物降解PAHs的效率和速率具有重要影响。

然后,本文介绍了影响微生物降解PAHs的因素。

土壤中的微生物种类和数量对PAHs 降解的效果非常重要。

一般来说,细菌和真菌是降解PAHs的主要微生物。

一些微生物在降解PAHs时还需要其他细菌的合作作用,例如多菌种共培养。

土壤的pH值和温度也对微生物降解PAHs的效率有很大影响。

一般来说,较高的pH值和温度有利于微生物降解PAHs。

还有一些土壤成分对微生物降解PAHs有抑制作用,如有机质的含量、金属离子的存在等。

本文总结了一些研究中取得的重要成果。

有研究发现一些具有特殊降解能力的细菌和真菌,如PAHs降解能力极强的海洋细菌和真菌。

还有研究发现一些微生物在PAHs降解的过程中产生的中间产物具有潜在的生物毒性,这将对环境安全产生潜在威胁。

研究如何降低中间产物的毒性,提高PAHs降解的效率和安全性,是未来的研究方向。

微生物降解土壤中PAHs的研究已经取得了一些重要的进展,但仍然存在很多挑战。

未来的研究需要进一步深入探究微生物降解PAHs的机制和影响因素,并开发新的技术和方法来提高PAHs降解的效率和安全性,以实现环境污染的有效修复和保护。

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展近年来,随着工业化的加快和城市化的进程,多环芳烃(PAHs)等有机污染物在土壤中的含量逐渐增加,对环境和人类健康造成了严重的威胁。

研究土壤中多环芳烃的降解机制及其微生物降解的研究成为了当前环境污染领域的热点。

多环芳烃是一类由两个或以上苯环连接在一起的化合物,具有稳定性、难降解和毒性大的特点。

传统的多环芳烃治理方法主要包括物理和化学方法,如土壤挖掘、氧化还原等。

这些方法存在成本高、操作复杂、二次污染等问题,且对土壤微生物群落的影响不可忽视。

相比之下,微生物降解是一种经济、高效、无二次污染的方法,被广泛应用于多环芳烃的治理。

土壤中的微生物是重要的多环芳烃降解能力来源。

随着分子生物学和生物技术的进步,越来越多的微生物具有多环芳烃降解能力被发现和应用。

常见的多环芳烃降解菌属于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两类。

革兰氏阳性菌主要包括芳香类微生物门(Actinobacteria、Firmicutes等),革兰氏阴性菌主要包括变形菌门(Proteobacteria)等。

脱氧核糖核酸(DNA)技术的应用使得一些深海细菌和土壤细菌被发现具有降解多环芳烃的潜力。

微生物降解土壤中多环芳烃的机理主要包括吸附、生物转化和氧化还原反应。

多环芳烃分子进入微生物细胞内,通过细胞表面的吸附作用,实现与微生物细胞的接触。

然后,微生物通过内外源酶的作用,将多环芳烃分解为低分子量物质(如酚、酸、醛等),以供细胞能量代谢。

多环芳烃降解过程中产生的过氧化物、过氧化氢等氧化剂通过氧化还原反应与多环芳烃分子发生反应,最终降解为无毒的物质。

1. 多环芳烃降解菌的筛选和应用:通过高通量测序技术和分子生物学方法,加速了多环芳烃降解菌的筛选和鉴定。

通过基因工程技术改良和增强这些菌株的降解效能,提高了降解率和速度。

2. 降解机制的研究:通过对多环芳烃降解菌基因组和代谢产物的研究,揭示了多环芳烃降解的分子机制,为优化微生物降解技术和降解途径提供了理论依据。

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃(PAHs)是一类广泛存在于环境中的重要环境污染物,其对环境与人类健康产生严重的危害。

目前,土壤中多环芳烃污染问题日益突出,因此,如何高效地降解多环芳烃成为环保领域的一个热门课题。

微生物降解土壤中多环芳烃的研究已成为PAHs降解技术中的一个重要方向。

1. 微生物降解PAHs的机理微生物降解PAHs的机理主要包括:1)微生物菌株能够通过PAHs与一种称为氧酶P450的酶结合来进行排斥作用,减少PAHs与细胞成分的接触;2)细胞表面附着菌株能够通过表面胶体物质、黏附性蛋白以及细胞表面的电荷作用与PAHs进行直接接触;3)利用细胞外生物膜(microbial extracellular membrane)为介质,将PAHs转运至微生物菌株内部,或者从细胞内部向外排放PAHs。

微生物降解PAHs的实际过程是由一系列酶介导的反应过程组成,其中涉及到氧化酶、脱氢酶等酶类,最终将PAHs分解为CO2和H2O。

另外,微生物菌株的降解能力主要与PAHs 分析学结构、磨细程度、环境因素等相关。

2. 自然降解和微生物降解的比较自然降解和微生物降解PAHs的差别主要体现在速度和效率方面。

自然降解的速度较慢,需要较长时间才能将PAHs分解为无毒的化合物。

而微生物降解具有速度快、成本低、环保无害等优点,其降解效率高,可以明显缩短降解周期。

考虑到微生物降解的这些优势,如何选择最合适的微生物菌株,利用生物修复技术处理土壤中的PAHs污染已成为研究热点。

微生物降解PAHs的效果受到多个因素的影响,其中最主要的因素包括:1)PAHs的性质,如单环或多环、溶解度、挥发性等;2)微生物菌株的种类、数量、代谢途径等;3)环境温度、pH值、水分、氧气含量等环境因素;4)PAHs的初始浓度和污染程度。

微生物降解PAHs具有很高的应用前景,尤其是在土壤修复中的应用。

生物修复技术是一种相对较新的污染物处理方法,除了微生物降解PAHs外,还包括微生物植物修补法(Microbial-phytoremediation),土壤堆肥化法化法(Soil composting)等。

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃(PAHs)是一类具有环状结构的有机化合物,由两个以上的苯环组成。

它们是一种常见的环境污染物,通常由不完全燃烧或化石燃料的利用产生。

由于其具有较高的毒性和持久性,对环境和人体健康造成了严重的威胁。

在土壤中,PAHs的富集会导致土壤生态系统的破坏,影响土壤微生物的生态功能。

寻找一种高效降解PAHs的方法成为当前环境领域的研究热点之一。

微生物降解是一种重要的PAHs处理技术,通过利用土壤中的微生物将PAHs分解成无害的物质,从而减轻其对环境的影响。

随着对土壤微生物多样性和代谢功能的深入研究,越来越多的微生物菌株被发现具有降解PAHs的潜力。

本文将重点介绍微生物降解土壤中PAHs的研究进展,探讨不同微生物降解途径及其在土壤污染修复中的应用前景。

一、土壤中PAHs的来源和环境影响PAHs的主要来源包括不完全燃烧、化石燃料的使用和工业活动等。

这些活动释放的废气和废水中的PAHs会以颗粒物和溶解态的形式进入土壤中,并在土壤中长期富集。

PAHs 对土壤生态系统和人类健康都具有潜在的危害。

PAHs对土壤中微生物的数量和多样性产生负面影响,抑制土壤中微生物呼吸和有机物矿化作用,影响土壤养分循环。

PAHs还对土壤植物生长产生毒害作用,导致植物的生长受限和产量下降。

PAHs还具有潜在的致癌性和毒性,长期接触可能对人类健康造成危害。

降解土壤中PAHs成为了当前环境研究的热点之一。

二、微生物降解PAHs的研究进展1. 降解菌株的筛选与鉴定近年来,研究人员通过土壤微生物的分离培养和鉴定,发现了一大批具有降解PAHs能力的微生物菌株。

这些细菌包括假单胞菌、白念珠菌、枯草芽孢杆菌等,它们能够利用PAHs为唯一碳源进行生长,并在其代谢过程中降解PAHs。

通过分子生物学技术,研究人员对这些菌株进行了基因序列分析,发现它们具有多种降解PAHs的代谢基因,包括环境亲和力蛋白、氧化酶、脱氢酶等。

水环境中多环芳烃的研究进展

水环境中多环芳烃的研究进展
摘 要 : 环 芳 烃 ( A s 因其 对 环 境 和 公 众 健 康 的严 重 危 害 而 成 为 倍 受 关 注 的 全 球 性 环 境 问 题 。 本 文 根 据 多 PH) 笔 者 多年 来 从 事 环 境 分 析 的 实 践 经 验 , 水 环 境 中 P Hs 性 质 、 害 、 处 理 、 析 方 法 以及 修 复 技 术 等 进 行 了综 对 A 的 危 预 分
P s 指两个 或 两个 苯环 以上 以稠 环 的形式 连 接形 成 的一类 有机 化 合 物 。常 温下 , A 多 为无 AH 是 P Hs 色或 淡黄 色结 晶 , 个别 为深 色 , 具有 较 高的熔 点 、 点 及辛 醇 一水 分 配 系数 ( o , 汽压 很 低 , 溶 于 沸 K w) 蒸 难
J n. u 201 1
Vo . 8 1 2 No. 2
第2 8卷 第 2期
文 章 编 号 :0 2—8 4 (0 1 0 10 7 3 2 1 )2—0 5 —0 07 4
水 环 境 中 多 环 芳 烃 的 研 究 进 展
黎 丽 娅 , 松 涛 李
( 东省 广 州市 海珠 区环境 监 测站 , 东 广州 5 0 4 ) 广 广 120
21 0 1年 6月
广 西 师 范 学 院学 报 : 自然 科 学 版
Jo r lofGu ng iTe c e sEdu a i n U n v r iy: t r ce e Ed to u na a x a h r c to i e st Na u alS inc iin
收 稿 日期 :0 1—0 21 4—2 0
作 者 简 介 : 丽 娅 (9 7一 )女 , 东 惠 阳 人 , 程 师 , 黎 15 , 广 工 主要 从 事 环 境 临 测 和 分 析 工 作

环境样品中多环芳烃类物质的研究进展

环境样品中多环芳烃类物质的研究进展

固相微萃 取 (P ) P S ME 。S E是 2 世 纪 7 0 0年代初 发展起来 的前 处理 技术_ 用于水 中有 机污染 物 的痕 广泛
收 稿 日期 :0 8 0 ~ 5 2 0 — 3 2 作者简介 : 王伟 (9 2 ) 男 , 1 8一 , 山西 临 汾 人 , 都 师 范 大 学 化 学 系 研 究 生 。 首
1 . 3土壤及底 泥及其他 相关样 品基 质 P Hs A 的前 处理 : 由于 P Hs 土壤 和底 泥 中存 在 的形 态多 种 A 在
多样 . 而且 土壤 和底 泥成 分复杂 . 因此前处 理非 常关键 。索 氏提 取 、 超声 波萃 取 、 固相萃取 , 压力 流萃 取 等 常作为 土壤和底 泥样 品的前 处理 方法 。随着 工业化 进程 的加 速 , 城市 生活 垃圾 的焚烧 以及工 业产 生 的P H A s的前 处 理技术 也 引起人们 的关 注 。刘 劲松同 以超 声波 提取 城市垃 圾焚烧 炉 飞灰 中的 P s 等 AH , 以体 积 比为 ll的丙 酮和 二 氯 甲烷 为萃 取 剂 , : 超声 1 n 用 硅胶 柱 净 化分 离 P H , 品 浓缩 为 1 0mi, A s样 . 0
物 中的 P Hs采用 E A标 准方 法 比较 分析 3个 地 区的 P Hs A , P A 的污染 情 况 。Fno ag] 用 体积 比为 hl 等使
的二 氯 甲烷 和正 己烷 作 为萃 取剂 分析 台湾工业 区和郊 区的 P Hs 污染情 况 。近 年来 超声 波 萃取 和 A 的
超 临界萃 取 以其溶 剂 消耗量 小 , 萃取效 率 高成 为 了主 流前 处 理方 法 。此外 K l等采 用 固相 微萃 取 。i 。
1 . 1大气 中 P H 样 品前 处 理 :A 4环 以下 的如 菲 、 、 蒽 、 等 主要集 中在气 相 部分 . A s P Hs 蒽 荧 芘 5环 以

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃(PAHs)是一类重要的环境污染物,广泛存在于土壤中。

由于其具有持久性、毒性和生物累积性,对环境和人类健康造成了重大威胁。

寻找高效的降解PAHs的技术具有重要的理论和实际意义。

微生物降解是一种自然而然的降解方式,已经被广泛用于处理PAHs污染。

研究表明,许多微生物能够利用PAHs作为碳源和能源,通过代谢途径将其降解为无害的产物。

这些微生物可以分为细菌、真菌和古菌等不同类群,具有不同的降解能力和机制。

细菌是最常见的PAHs降解微生物,具有多样性和广泛分布。

许多细菌展示了高效、特异性和全降解PAHs的能力。

立克次氏菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)是常见的PAHs降解菌属。

立克次氏菌属细菌通过芳香降解途径将PAHs降解为中间代谢产物,然后进一步释放二氧化碳和水。

芽孢杆菌属细菌则通过芳香降解和侧链降解途径将PAHs降解为中间代谢产物,并最终将其降解为无害的产物。

真菌也被发现具有降解PAHs的能力。

白腐真菌如白腐菌属(Phanerochaete)和白蚁真菌属(Termitomyces)被广泛用于处理PAHs污染。

这些真菌通过产生特殊的酶如多酚氧化酶和酪氨酸酮酸酶来降解PAHs。

这些酶能够氧化PAHs的结构,从而使其更易降解。

真菌还能与其他微生物如细菌共同协同降解PAHs。

古菌是一类在极端环境下生存的微生物,也被发现具有降解PAHs的能力。

许多热古菌如硫黄杜氏菌属(Sulfolobus)和盐古菌如卡氏古菌属(Haloarcula)都能够降解PAHs。

这些古菌通过产生特殊的酶如黄酮环酸脱氢酶和环丙烷脱氢酶来降解PAHs。

古菌能够在高温、高压和高盐等极端环境下生存,因此具有广阔的应用前景。

虽然微生物降解PAHs具有许多优势,但仍面临一些挑战。

一些PAHs具有高毒性和低生物可降解性,需要更高效和选择性的降解菌株。

PAHs降解过程中产生的中间代谢产物可能具有更高的毒性和生物累积性,需要进一步探究处理方法。

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,简称PAHs)是一类由两个以上的苯环组成的有机化合物。

它们广泛存在于自然环境中,尤其是土壤中。

PAHs具有较强的毒性和持久性,对生态环境和人类健康造成潜在威胁。

寻找高效降解PAHs的方法是目前研究的热点之一。

微生物降解是一种有效的方法,已受到广泛关注。

土壤中的PAHs主要来源于燃烧、油污染以及化学品工业等。

这些PAHs在土壤中的寿命较长,很难自然降解。

微生物降解是一种环境友好、经济有效的方法,可以有效地降解PAHs,改善土壤质量和保护生态环境。

目前研究发现,很多微生物可以降解PAHs。

这些微生物主要包括细菌、真菌和蓝藻等。

其中最常见的微生物降解PAHs的是土壤细菌。

许多细菌属于厌氧菌,如假单胞菌、变形菌和芽孢杆菌等,可以利用PAHs为碳源和能源进行降解。

一些特殊的细菌株如铜绿假单胞菌、乙苯芳烃降解假单胞菌等,具有更强的降解能力。

真菌也是降解PAHs的重要微生物,它们主要通过分泌酶类来降解PAHs。

某些真菌如白腐真菌、拟青霉菌和青霉菌等,具有较强的降解能力。

蓝藻也可以降解PAHs,但其降解能力相对较弱。

微生物降解PAHs的机制主要包括氧化、酯化、脱氧和铁络合等反应。

在氧化反应中,微生物利用酶类催化剂将PAHs氧化成体内能够利用的中间产物,然后进一步代谢为二氧化碳和水。

在酯化反应中,PAHs与微生物体内酶类催化剂结合形成酯类化合物,从而实现PAHs的降解。

在脱氧反应中,微生物利用酶类催化剂将PAHs脱氧成体内能够代谢的低分子化合物。

在铁络合反应中,微生物利用体内含有铁的酶类催化剂与PAHs结合形成络合物,从而实现PAHs的降解。

随着对微生物降解PAHs机制的研究深入,人们逐渐发现一些因素会影响微生物降解PAHs的效率。

这些因素包括环境因素(如温度、氧气浓度、土壤pH、湿度和养分浓度等)、PAHs的性质(如结构、溶解度和挥发性等)以及微生物降解水平等。

环境中多环芳烃的研究进展

环境中多环芳烃的研究进展
大 为减 少 。 12 固相 萃取 ( P . S E)
多环 芳烃 的形成 可 分 为 自然 源 和人 为源 。前 者
主要来 自于 自然界 的 生物合 成 , 含 比例 不高 ; 者 所 后 主要来 源 于有 机 物 , 如煤 、 油 等 的不 完 全燃 烧 。 石 它
们 分布 广泛 , 无论在 空 气 、 体 还是 土壤 中都 能发 现 水
水平 , 又受 基 体的不 同和大 量共 存 物干扰 , 是一 项 复 杂 的痕量 分析课 题 。样 品的预 处理 是此 项分 析 中一
个 重要组 成部 份 .也 是 当代环 境分 析 的一个 前沿 课
13 固相 微 萃取 ( P . S ME)
S ME既 可 用 于 液样 的预 处 理 .也 可 用 于 同态 P
多 环芳 烃 (A s是 指 两个 以 上 苯 环 的稠 环 形 PH) 式 相连 的化 合物 。 萘 、 、 等 。 如 葸 菲 多环芳 烃是 最早 发
现且数 量最 多 的致癌 物 ( 目前 已发现 的致 癌性 多 环 芳 烃 及 其 衍 生 物 已超 过 4 0种 ) 在 这 些 众 多 的 0 。 P Hs 化 合 物 中 有 相 当 一 部 分 有 强 烈 的致 癌 作 A 类 用。 某些 母体 P H 虽 没 有 或 只有很 弱 的致 癌作 用 , A s 但 当其母 体 的一 定位 置上具 有取 代基 时 ,其致 癌作

2 - 8
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S ME不 是把 待测 物 全 部 分离 出来 ,而 是通 过 P
国 E A 0 ,0 ,0 P 5 0 6 0 8 0系列所 采 用 。 缺点 是 费 时 , 但 耗 用 有机 溶剂 量 大且 易 引入新杂 质 。

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展微生物降解是一种利用微生物降解有机物质的方法,已经在环境治理领域得到了广泛的应用。

多环芳烃是一类常见的环境污染物,对环境和人类健康都具有严重的危害。

在土壤中多环芳烃的污染治理中,利用微生物降解的方法已经成为一种重要的手段。

本文将探讨微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展,对其机制和应用前景进行探讨。

一、多环芳烃的来源和危害多环芳烃是一类由苯环组成的芳香烃类化合物,是石油和煤炭的燃烧产物,也是许多工业过程中产生的副产物。

多环芳烃具有很强的毒性和生物积累性,对生物体有很强的毒害作用,且对水生生物和陆生生物均有害。

长期接触或摄入多环芳烃会导致人体免疫系统异常、肿瘤生成和遗传变异等严重疾病。

土壤中多环芳烃的污染主要来源于工业生产、交通运输和废弃物处理等过程。

由于多环芳烃的化学性质稳定,传统的物理和化学方法难以完全去除土壤中的多环芳烃污染物,而且往往需要耗费巨大的成本。

开发一种高效、经济、环保的处理方法对于土壤中多环芳烃的污染具有重要的意义。

二、微生物降解的优势及研究进展微生物降解是一种通过微生物代谢活动将有机物质降解为无害产物的方法。

在多环芳烃的降解中,微生物降解具有以下几个优势:微生物降解是一种自然的降解过程,不会产生二次污染;微生物具有种类多样、适应性强等特点,具有较高的降解效率和速度;微生物降解的成本相对较低,适用于大面积土壤的治理。

目前,国内外对于微生物降解多环芳烃的研究已取得了一系列突破性进展。

研究表明,多种细菌、真菌和藻类生物都能够降解多环芳烃,其中具有很高降解能力的细菌有白色腐蚀细菌、铬还原菌等;真菌中主要有白色腐霉属、青霉菌等;藻类中以蓝绿藻属和绿藻属为代表。

这些微生物能够通过其代谢活动分解多环芳烃,降低其在土壤中的浓度。

一些研究还发现,通过改良和优化微生物降解体系,如筛选菌株、改良培养基、添加促进剂等,均能够提高多环芳烃的降解效率。

这些研究成果为微生物降解多环芳烃的应用提供了重要的理论基础。

微生物降解多环芳烃的研究进展

微生物降解多环芳烃的研究进展

2019.18科学技术创新1降解PAHs 的微生物细菌在有机污染物降解中参与度高,目前已有大量的可降解PAHs 的细菌自污染土壤或沉积物中分离出来,较常见的有Pseudomonas 属、Rhodococcus 属和sphingomonads ,其中sphin -gomonads 表现出明显的代谢多样性,对多种PAHs 有良好的利用能力,成为了研究热点。

该类菌体内的代谢多样性基于丰富的环羟基化氧化酶(RHO)及底物广泛性,且它们的RHO 的α亚基通常拥有较大的底物结合口袋,能满足结合高分子量PAHs 的空间要求[1]。

另外,与其他细菌不同,sphingomonads 位于质粒上的降解基因的定位彼此分开,或者至少是由协同管理的不同操纵子进行调控,这种“灵活”的基因组织方式有利于细菌更快适应新产生的PAHs 。

真菌也是PAHs 生物降解的主要参与者,相比于细菌,真菌网络状的菌丝表面积更广、更易进入土壤孔隙中,且能分泌大量非特异性胞外酶渗透被污染的土壤。

另外,微藻作为水体环境的初级生产者,在PAHs 修复、水体净化等方面也起到重要作用。

2PAHs 的降解机制细菌对PAHs 的有氧代谢主要机制是先通过双加氧酶氧化苯环形成顺式-二氢二醇类化合物,随后脱氢形成二羟基化的中间体,进一步裂解开环,最后形成三羧酸循环的中间物,为细胞生长所利用。

真菌对PAHs 的降解不同于细菌,主要分为木质素酶系途径和细胞色素P450酶系途径。

木质素酶系对底物特异性不高,能氧化多种PAHs 转化为醌类化合物,随后经加氢、脱水等反应进一步降解。

细胞色素P450酶系首先利用单加氧酶形成环氧化物,然后水解形成二氢二醇类化合物参与下游降解反应,也可经重排形成酚类中间体作为后续硫酸化、甲基化的底物或与木糖、葡萄糖结合,进行下一步的分解。

厌氧微生物利用硫酸盐、高铁离子、硝酸盐等电子受体进行电子和能量的传递并耦合PAHs 的转化,然而厌氧条件下产能少,微生物活性低,因此相比于好氧降解,厌氧降解过程缓慢,且相关途径的研究仍处于起步阶段。

多环芳烃研究进展

多环芳烃研究进展

多环芳烃研究进展多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,简称PAHs)是一类重要的有机污染物,在环境中具有广泛的分布和危害。

近年来,PAHs 的研究已经引起了国内外学者的广泛。

本文将对多环芳烃的研究进展进行综述,包括其来源、分布、危害及未来发展趋势。

一、研究现状1.来源多环芳烃的来源分为自然来源和人为来源。

自然来源主要包括森林火灾、微生物合成等。

人为来源主要包括石油、煤等化石燃料的燃烧、交通尾气排放、工业生产等。

其中,人为来源是多环芳烃的主要来源,其对环境的影响也更大。

2.分布多环芳烃在环境中的分布广泛,大气、土壤、水体中均存在其踪迹。

在大气中,多环芳烃主要存在于颗粒物和气相中,土壤中则主要以残渣和有机质的形式存在,而在水体中,它主要存在于水相中。

3.危害多环芳烃对人类健康和环境均具有较大的危害。

对人体而言,多环芳烃具有致癌、致畸、致突变等作用,可引起皮肤癌、肺癌等多种癌症。

对环境而言,多环芳烃可导致土壤和水体的污染,影响生态系统的平衡和稳定。

二、研究方法目前,针对多环芳烃的研究方法主要包括样品采集、前处理、仪器分析和数据解析等步骤。

其中,样品采集主要包括大气、土壤、水体等环境样品的采集。

前处理主要包括样品萃取、富集、分离等步骤,以便于仪器分析。

仪器分析则主要采用色谱、质谱等联用技术,对样品中的多环芳烃进行定性和定量分析。

数据解析则是对得到的实验数据进行处理和解释,以评估多环芳烃的污染现状和危害程度。

三、结论多环芳烃是一种重要的有机污染物,其在环境中的分布广泛,对人类健康和环境具有较大的危害。

目前,针对多环芳烃的研究已经取得了一定的进展,但是仍存在一些问题和挑战。

未来,需要进一步加强对多环芳烃的转化、迁移、归宿等方面的研究,以更好地保护环境健康和人类安全。

四、随着人们生活水平的提高,烹饪过程中的食品安全和健康问题越来越受到。

其中,多环芳烃(PAHs)的产生及控制是烹饪过程中不容忽视的问题。

红树林生态系统多环芳烃的污染研究进展

红树林生态系统多环芳烃的污染研究进展
中图 分 类 号 :X11 7 文献 标 识 码 :A 文章 编 号 : 17 .9 6 ( 0 0)0 .4 60 645 0 2 1 20 6.6
多环芳 烃 ( oy y l rmai H do ab n , P lc ci A o t y rcro s c c
其 来 源 研 究
P AHs 在红树林生态系统 中的环境行为 ;( )结合双光子激光共焦 扫描显微技术等原位研究手段 ,开展红树植物对典型P Hs 2 A
的吸收、存赋形态 、转运等相关 研究 ;( 结合激 光诱导时 间分辨荧光光谱测定系统 ,实现对现场红树林生态系统中P s 3) AH 等有机污染物的原位检测 。 关键词 :红树林 ;多环芳烃 ;研究展望
致” 作用 ,名列 《 斯德哥尔摩公约 》消减P P 黑名 Os 单 中L。最新 的研 究结 果还 表 明 ,部分P s l j AH 还具 有 内分泌干扰作用 , 对人类健康和生态环境潜在的危 害很 大 ,已引起 各 国环 境科 学家 的极大 重视 L J 2。
红树林 ( n rv ) Mago e 是生 长在 热带 、亚 热带 陆 海交 汇 的海湾 河 口区潮 间带 、受 周期性 潮水 浸淹 的 潮 滩湿 地木本 植物群 落 ,在海 岸河 口生 态系统 中 占 有 十分 重要 的地位 【 。近年来 随着 人 口的增长 , 4 . 流 域 工农业 、沿 岸城市 开发及 港 口驳岸海 运 的发展 , 大量 污染 物直接 或 间接注入 而 汇集于河 口海 湾 区 , 红树林 的环 境压力 日益增加 。红 树林 生态 系统 因生 产 力 高 、富含 有 机 质 以及 强还 原 性 环 境 条 件 等 特 性 ,使之成 为 吸收 和积累P s AH 的重 要 场所 【 … 6 。由 。 于其较 低 的水溶解度 和较强 的亲脂性 ,使进 入湿地 中的P Hs 易积 累浓缩在 海洋 食物 网 中 , A 较 并通 过食 物 链 的 累 积 作 用 进 入 人 体 ,进 而 威 胁 人 类 健 康 11] -2 本 文 主要介绍 了红 树林 生态 系统P Hs A 的污染

水体环境中多环芳烃富集技术和检测方法的研究进展

水体环境中多环芳烃富集技术和检测方法的研究进展

固相萃 取法是 用 固体 物质作 为萃取 剂从样 品 中提取 某
些 组 分 的方 法 , 体 步 骤 包 括 活化 、 柱 、 洗 和 洗 脱 。 当 水 具 上 淋 中痕 量 待 测 物 质 通 过 S E 柱 时 被 富 集 .再 被 少 量 的 选 择 性 P 溶剂洗脱 。 因而 .P 是 同 时进 行 萃 取 和 浓 缩 的 有 效 方 法 。 SE 特 别 适 合 远 距 离 采 集 样 品 的 处 理 。与 液 一 液 萃 取 法 相 比较 . 固
方 法应朝着更加 方便 的方 向发 展 。
关 键 词 多 环 芳 烃 富 集 检 测
中图分类号 :122 X 3.
文献标识码 : A
文章编 号 :6 2 9 6 (0 20 — 0 — 3 17 — 0 42 1 )4 13 0
而 另 一 相 溶 剂 ( 极 性 相 ) 要 使 用 对 芳 烃 类 有 机 物 易 溶 的 弱 则
多 环 芳 烃 (AH ) 广 泛 分 布 于 环 境 中且 危 害 很 大 的 一 P s是 类 半 挥 发 的 非 极 性 化 合 物 . 中 一 些 具 有 强 烈 的致 癌 、 突 其 致 变 性 。 环 境 中 能 够 长 期 存 在 , 被 列 为 持 久 性 有 机 污 染 物 在 已
23 固相 微 萃 取 (P . S ME)
烃 被激发 后 . 生物 体 内也 会含 三线 态氧 . 它们 可直 接引发 体
内的一系列链反 应 . 而产生毒性 [ 从
2 水体 中 P Hs A 的富 集技 术
21 液 液 萃 离 富集技 术 。 是
极性 相可换为 乙醚、 乙酸 乙 酯 等 极 性 稍 高 一 些 的有 机 溶 剂 进

大气环境中多环芳烃的来源与去除技术研究

大气环境中多环芳烃的来源与去除技术研究

大气环境中多环芳烃的来源与去除技术研究引言:大气环境中的多环芳烃是一类常见的有机污染物,它们通常由不完全燃烧、工业废气和汽车尾气等因素所造成。

这些有毒有害物质对人类和生态系统健康造成了巨大威胁。

因此,研究多环芳烃的来源和去除技术对于环境保护具有重要意义。

本文将进一步探讨多环芳烃在大气环境中的来源以及现有的去除技术。

来源:1.不完全燃烧:不完全燃烧是大气中多环芳烃的主要来源之一。

燃煤、汽车尾气和工业废气中含有大量的多环芳烃产物,例如苯并芘、萘和蒽等。

不完全燃烧不仅直接排放有害物质,还会导致二次污染,造成空气质量的进一步恶化。

2.工业废气:工业生产过程中的挥发性有机物排放也是大气中多环芳烃的重要来源。

化工厂、炼油厂和冶金工厂等行业会产生大量的废气,其中包含了许多有机化合物。

这些有机化合物中的多环芳烃往往会通过大气传输,进一步污染周边环境。

3.汽车尾气:汽车尾气排放是城市大气环境中多环芳烃的常见来源之一。

汽车燃烧产生的废气中包含了苯并芘和其他多环芳烃物质,这些物质通过汽车尾气的排放进入大气,危害空气质量。

去除技术:1.生物降解:自然界中一些微生物具备降解多环芳烃的能力。

通过引入这些微生物到受污染的环境中,可以促进有机物的分解和去除。

如今,一些生物处理技术已经应用于多环芳烃的去除,例如生物堆肥和生物滤池。

2.化学吸附:化学吸附是另一种常用的去除多环芳烃的技术。

通过选择具有亲合力的化学物质作为吸附剂,多环芳烃可以被吸附在其表面上,并达到去除的效果。

例如,活性炭吸附是一种有效的去除多环芳烃的方法。

3.光催化降解:光催化降解是一种利用光能将有机物氧化降解为无害物质的技术。

通过选择适当的催化剂,结合光线的照射,可以有效地降解多环芳烃。

光催化降解技术具有高效、环保的特点,并且在实际应用中显示出良好的潜力。

4.热解技术:热解是一种将有机物分解为低分子量化合物的技术。

通过高温和无氧条件下的处理,多环芳烃可以被分解为较小分子的无害物质。

大气环境中多环芳烃的来源与分布研究

大气环境中多环芳烃的来源与分布研究

大气环境中多环芳烃的来源与分布研究一、介绍大气环境中的多环芳烃(PAHs)是指含有两个以上环状芳香环的有机化合物。

它们广泛存在于自然界和人为活动中,对环境和人类健康造成潜在威胁。

因此,了解多环芳烃的来源和分布是环境保护的重要课题之一。

二、自然来源多环芳烃有两种主要的自然来源:生物来源和地质来源。

1. 生物来源生物来源的多环芳烃是由植物和动物的生物代谢、分解及地质过程产生的。

其中,植物是重要的生物来源,例如树木的蜡质覆盖物中含有多环芳烃。

此外,一些微生物在分解有机物质时也会释放多环芳烃。

2. 地质来源地质来源的多环芳烃是由地质过程中的生物降解和热解过程产生的。

例如,煤炭、石油和天然气中含有丰富的多环芳烃。

三、人为活动除了自然来源外,人为活动也是大气中多环芳烃的重要来源。

以下是几个典型的人为活动引起的多环芳烃污染情况:1. 工业污染工业生产过程中的燃烧和化学反应会产生大量多环芳烃污染物。

例如,炼油、化工厂排放的废气中含有大量多环芳烃。

2. 交通尾气机动车尾气是城市地区多环芳烃的重要来源之一。

汽油和柴油的燃烧会产生多环芳烃污染物,进而释放到大气中。

3. 燃煤燃煤是能源消耗过程中主要的多环芳烃排放源之一。

当煤炭燃烧不完全时,会释放大量多环芳烃。

四、分布研究多环芳烃在大气中的分布与空气质量密切相关。

研究者使用大气采样仪器收集样品,并通过化学分析技术测定多环芳烃的浓度。

1. 城市 vs. 农村研究表明,城市地区相对于农村地区有更高的多环芳烃浓度。

这是由于城市地区工业、交通以及人类活动密集,导致了更高的污染源。

2. 季节变化多环芳烃的浓度还受到季节变化的影响。

在冬季,由于煤烟、采暖和温室气体排放增加,多环芳烃污染物的浓度通常较高。

3. 典型污染区一些典型的污染区也被研究人员密切关注。

例如,中国的京津冀地区和长三角地区由于工业、交通密集,多环芳烃污染较为严重。

五、影响与对策多环芳烃的存在对环境和人类健康构成潜在威胁。

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是一组由两个以上芳香环组成的有机化合物,广泛存在于土壤中。

由于PAHs具有毒性、持久性和生物积累性等特点,对环境和人类健康造成潜在威胁。

研究PAHs的降解机制和相关微生物对于环境污染治理具有重要意义。

本文将综述微生物降解PAHs的研究进展,并介绍相关微生物的分类、降解机制以及影响降解效果的因素。

一、PAHs的来源和特性PAHs主要来源于燃煤、石油燃烧和工业废气排放等人为活动,也可通过天然石油泄漏等自然现象进入土壤环境。

PAHs的分子结构由多个苯环组成,具有高度稳定性和难降解性。

较低的分子量PAHs易揮发,较高分子量PAHs具有较高的生物积累性。

二、分类和鉴定方法根据PAHs的分子结构和环数,其可分为两类:低分子量(2-3环)和高分子量(4-6环)。

常用的PAHs检测和鉴定方法包括色谱-质谱联用技术(GC-MS)和高效液相色谱法(HPLC)。

这些方法能够精确测定PAHs的种类和含量。

三、降解机制微生物降解PAHs的机制包括生化转化和环境因素共同作用两个方面。

微生物通过酶的作用将PAHs降解为低分子化合物,如二酮、羧酸等。

酶的类型和活性是影响降解效果的重要因素之一。

环境因素如温度、pH值、有机质含量、氧气和水分的可用性等,也对微生物降解PAHs的效率有着重要影响。

四、降解微生物的分类降解PAHs的微生物主要包括细菌、真菌和放线菌等。

这些微生物能够产生特定的降解酶来降解PAHs,并利用其作为能源和碳源。

当前研究较为广泛的微生物有:白腐菌、假单胞菌属、灰腐菌、变形菌等。

五、影响降解效果的因素影响微生物降解PAHs效果的因素包括PAHs的化学结构、存在形式、土壤颗粒物的大小和分布、微生物的菌株和数量、环境因子等。

微生物与地下水、土壤微生物相互作用等也对降解效果有影响。

六、生物辅助修复技术生物辅助修复技术是一种绿色、经济、有效的土壤污染治理方法。

环境中多环芳烃的研究进展

环境中多环芳烃的研究进展

摘 要 :多环芳烃 ( P A H s ) 是一类已被证 实具有难降解性, “ 三致 ”作大气、水、动植 物 和土壤 中。本文论述 了多环芳烃的性质和来源,研究 了它在各介质 中的迁移转化 ,着重 阐述 了它的监测分析方法的研究进展 ,包 括预 处理 方法 各 种 仪
在雪茄烟的烟雾中pahs浓度范围为812ug二多环芳烃在环境中的迁移pahs最初的形态大多数为气态的部分冷却后形成颗粒物或吸附在颗粒物上随着颗粒物的飘动发散在环境各处通过沉降和降水冲洗作用而污染地面水和土壤植物在生长过程中会从中吸收转化并富集pahs植物腐烂后pahs又回到土壤中同时pahs也可以通过食物链在动物体内累积严重危害人类健康

器监测以及生物监 测的原理及方法, 也论述 了环境 中多环芳烃的降解 方法 ,涉及到物理 降解、化 学降解以及微 生物降解。
关 键 词 :P A Hs 来 源 迁移

仪 器监 测 生 物监 测
微 生 物 降 解

多 环 芳 烃 的 定 义 、 性 质 及 来 源
多 环芳烃 从 广义 上说 上讲是 指分 子 中含有 2 个或 2 个 以上苯环 的 化合物 ,而 狭义 的多 环芳烃 是指 若干 个苯 环稠 合在 一起 或是 由若 干个 苯环 和 环戊 二 烯稠 合 在 一起 组 成 的稠 环芳 香 烃类 … 。它 是 煤 、石 油 、 木材 、烟草 、有机 高分 子化 合物 等有 机物 不完全 燃烧 时产 生 的挥发 性 碳 氢化 合物 。 它是 最早发 现且 数量最 多 的致癌物 ,也 是环境 中最 早发 现 且数 量最 多的致 癌物 。 目前 已经发现 的致 癌性 多环 芳烃 及 其衍生 物 已超过 4 0 0种 ,每年排 放到 大气 中的多环 芳烃 约几十 万 t 。美国环 保 局提 出的 1 2 9 种 “ 优 先污染 物” 中 ,多环芳烃 类化合物 有 l 6 种。 多环芳 烃具 有强疏 水性 ,其 水溶 性随 分子 量的增 加而 减小 。但 是 当溶 液 中存 在其 它有机 化合 物 时 ,它 们可 与这些 有机 物形 成胶 体 ,使水 溶 性 发生 很大 的变化 ;另外 ,由于 其 由两个 或两个 以上 苯环 构 成 ,结 构 稳 定 ,不 易被 降解 ,且随 分子量 的增加 降解 性 降低 ,故具 有强 吸附性 ,

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展自工业化以来,大量的化石燃料和石油化学产品的生产使用导致土壤中存在大量的多环芳烃(PAHs),这些物质对人类和生态环境都造成危害。

因此,寻找一种有效的方法来减少PAHs对生态环境的影响变得越来越重要。

微生物降解是一种曾经被广泛研究和已经成功应用于治理土壤污染的方法。

本文将介绍几种常见的微生物降解PAHs的方法和相关的研究进展。

1. 微生物降解PAHs的种类目前已经发现有许多种微生物能够降解PAHs,而且在这些微生物中主要以细菌为主。

根据微生物降解PAHs的能力,可以将这些微生物大致分为两类:一类是有些生物能够降解一部分PAHs,另一类生物能够降解大多数PAHs。

目前已经报道有一些细菌可以降解PAHs中的少数几种,比如Pseudomonas putida可以降解萘和菲,Streptomyces griseus ATCC12891可以降解苯并芘和苯并[a]芘。

一些细菌已经被研究证明可以降解PAHs中的大多数种类。

比如Sphingomonas paucimobilis EPA505可以降解13种PAHs,Mycoavidus cysteinexigens SC1可以降解16种PAHs,Sphingomonas sp. LB126可以降解18种PAHs,这些微生物的发现为PAHs的生物降解提供了重要的实验基础。

随着环境污染的日益严重,微生物技术在生态系统治理方面被广泛探索。

微生物降解可以在不使用任何化学物质或处理剂的情况下,将PAHs转化为水和二氧化碳,实现土壤的净化。

因此,微生物技术被广泛应用于处理PAHs的土壤污染,例如在煤气化和石油化工行业的污染区,使用微生物技术将PAHs分解成无毒的状态,从而恢复土壤的可持续利用。

尽管微生物降解PAHs被证明是一个有效的治理土壤污染的方法,但微生物降解的成功需要考虑多个因素。

首先,微生物降解的适用范围并不广泛,某种细菌能够降解一种成分并不能说明它可以降解其它成分。

大气中多环芳烃的研究现状

大气中多环芳烃的研究现状

大气中多环芳烃的研究现状大气中多环芳烃(PAHs)是一类多环芳烃类物质,它在大气中的含量范围在10-10-10-13,目前在化学、环境工程、毒理学等领域的研究越来越受到重视。

相对于常见的单环芳烃(BTEX)和多环芳烃(PAHs),多环芳烃是一类持久性有机污染物,具有强致癌活性,在空气污染中占比较大,具有很强的环境污染能力。

另外,多环芳烃还可以通过食物链传播,因此具有潜在的健康风险。

近几年来,关于大气中多环芳烃的研究已经取得了长足的进步,但仍然存在许多未解决的问题。

首先,从化学的角度,多环芳烃的化学结构相当复杂,构型种类繁多,因此很难获得准确的表征。

其次,从来源的角度,大气中多环芳烃的来源不仅仅有工业排放、生物降解和空气污染,还有其他来源,其中不同来源的多环芳烃构型在大气中的含量差别也很大。

此外,大气中多环芳烃的移动性和活性也是需要研究的重点。

针对这些问题,国内外学者将力求更加系统地进行研究,以找出大气中多环芳烃的精确的来源和组成,从而更好地控制其对环境的污染。

首先,人们首先要研究多环芳烃的生物降解机制,以及其在环境中的持久性和移动性,评估它们在环境中的污染程度。

因此,需要研究多环芳烃的生物降解路径、微生物多样性、活性和稳定性。

此外,也需要对多环芳烃污染浓度分布特征、污染数量范围和源分布进行研究。

其次,要开展大气中多环芳烃的激光衍射分析技术。

曾有研究表明,激光衍射分析技术可以用来确定多环芳烃的构型和定量分析,而且可以建立回归关系,用以判断多环芳烃在环境中的差异性。

最后,要加强对多环芳烃环境安全性的评估,评估其在环境中的毒性,研究其对环境和生物的潜在危害,以及评估多环芳烃污染物的控制技术。

总之,随着科技的发展,关于大气中多环芳烃的研究已经取得了长足的进步,但仍然存在许多未解决的问题。

未来,我们将继续加强对大气中多环芳烃的研究,以更好地控制其对环境的污染,保证环境空气的清洁和健康。

结语:大气中多环芳烃是一类有毒污染物,具有强大的污染能力,从环境和健康的角度来看,对其实施有效的控制措施显得尤为重要。

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环境中多环芳烃的研究进展摘要:多环芳烃(PAHs)是一类已被证实具有难降解性,“三致”作用且易在生物体内富集的碳氢化合物,它广泛存在于大气、水、动植物和土壤中。

本文论述了多环芳烃的性质和来源,研究了它在各介质中的迁移转化,着重阐述了它的监测分析方法的研究进展,包括预处理方法,各种仪器监测以及生物监测的原理及方法,也论述了环境中多环芳烃的降解方法,涉及到物理降解、化学降解以及微生物降解。

关键词:PAHs 来源迁移仪器监测生物监测微生物降解一、多环芳烃的定义、性质及来源多环芳烃从广义上说上讲是指分子中含有2个或2个以上苯环的化合物,而狭义的多环芳烃是指若干个苯环稠合在一起或是由若干个苯环和环戊二烯稠合在一起组成的稠环芳香烃类[1]。

它是煤、石油、木材、烟草、有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物。

它是最早发现且数量最多的致癌物,也是环境中最早发现且数量最多的致癌物。

目前已经发现的致癌性多环芳烃及其衍生物已超过400种,每年排放到大气中的多环芳烃约几十万t[2]。

美国环保局提出的129种“优先污染物”中,多环芳烃类化合物有16种。

多环芳烃具有强疏水性,其水溶性随分子量的增加而减小。

但是当溶液中存在其它有机化合物时,它们可与这些有机物形成胶体,使水溶性发生很大的变化;另外,由于其由两个或两个以上苯环构成,结构稳定,不易被降解,且随分子量的增加降解性降低,故具有强吸附性,此外它还具有难降解性、毒性以及生物蓄积性,多环芳烃最突出的特性是具有强致癌性、致畸性及致突变性,当PAHs与-N02、-0H、-NH2等发生作用时,会生成致癌性更强的PAHs衍生物。

另外,PAHs 很容易吸收太阳光中可见(400-760nm)和紫外(290-400nm)区的光。

对紫外辐射引起的光化学反应尤为敏感。

另外可在其生成、迁移、转化和降解过程中,可直接通过呼吸道、皮肤、消化道进入人体和动物体,并且可以间接通过食物链的放大作用进入人体和动物,又由于其亲脂性及难降解性,易在生物体内蓄积,对人体及动物健康产生危害。

环境中的PAHs除极少量来源于生物体(某些藻类、植物和细菌)内合成,森林草原自然起火,火山喷发等自然本底外,绝大部分由人为活动污染造成,主要来自于两方面:首先是煤、石油和木材及有机高分子化合物的不完全燃烧,即热解成因[3]。

随着生活水平的提高及基础设施的完备,交通污染源也逐渐成为多环芳烃污染非常重要的一部分;此外,我国是燃煤大国,在北方城市,使用煤炉取暖的情况很普遍,而在煤炉排放的废气中,致癌性PAHs浓度可达1000ug/m3,另外,家庭炉灶每年所产生的PAHs的含量也相当多,以居室厨房内做饭时由于欠氧燃烧产生的为例,其中BaP含量可达559ug/m3,超过国家卫生标准近百倍;在食品制作过程中,若油炸时温度超过200°C以上,就会分解放出含有大量PAHs的致癌物;吸烟所引起的居室环境的污染,已引起国内外的关注,至今已鉴定出150种以上的PAHs存在于香烟的焦油中。

在雪茄烟的烟雾中PAHs浓度范围为8-12ug/支。

二、多环芳烃在环境中的迁移PAHs最初的形态大多数为气态的,部分冷却后形成颗粒物或吸附在颗粒物上,随着颗粒物的飘动发散在环境各处,通过沉降和降水冲洗作用而污染地面水和土壤,植物在生长过程中会从中吸收、转化并富集PAHs,植物腐烂后,PAHs 又回到土壤中,同时PAHs也可以通过食物链在动物体内累积,严重危害人类健康。

具体说来多环芳烃主要存在于大气、水体、土壤及生物体中。

三、环境中多环芳烃的监测多环芳烃的监测可以分为两类,一类是仪器监测,另一类是生物监测。

前者是定量的对大气、水体、土壤或沉积物中的PAHs进行检测,以此了解环境汇总多环芳烃的污染状况,而后者则是通过检测生物体内多环芳烃的含量,继而定性的对多环芳烃污染做出健康风险评估,生物监测需要借助物理化学监测的分析仪器及方法,但相比之下后者更加能反映多环芳烃对环境的危害程度。

1.仪器监测多环芳烃的仪器监测分为四个步骤:第一步为样品采集,对于不同形态的样品采集方法也不一,如采集沉积物时一般使用抓斗式或箱式采样器采集表层样品,而采水样是则用采水器,大气的采样较为复杂,有溶液吸收法、纤维滤膜法、固体吸附剂法、惯量撞击法、低温浓缩法[4]。

溶液吸收法适合于气态样品的小容量采集;低温浓缩采样一般使用干冰,采样后用热解析将PAHs提取出来,因为需使用干冰,不太适于野外和长时间采样;当前使用最多的是以纤维滤膜法采集气态和颗粒物中的PAHs。

第二步为多环芳烃的提取,目前较有效的提取方法有五种,最经典的是索式提取法,它提取效率高,也是EPA环境空气测定的标准提取方法之一;超声萃取法是利用超声波辐射产生的强烈空化效应、机械振动、扰动效应等多级效应加速目标成分进入溶剂,促进提取的进行,它操作简单,速度较快,一般只需要几分钟到几十分钟,对PAHs的提取也有较好的回收率;而微波萃取是利用微波来加速溶剂对固体样品中待测组分的萃取过程,它也具有操作简便,速度快等优点,并且萃取效率高,溶剂用量少;加速溶剂萃取是通过升高温度和压力增加物质溶解度,以提高提取效率和加快提取速度,通过升高温度和压力增加物质溶解度,以提高提取效率和加快提取速度,ASE效率高,选择性好,溶剂用量少,基体影响小,对不同的提取条件,使用方便,自动化程度高,主要缺点也是仪器成本较高。

最后超临界流体萃取提取法是近年来发展起来的新技术,超临界流体的性质介于气体与液体之间,既有液体的高密度又有气体的高扩散性,能够渗透到固体内部溶解被测组分,无毒、无污染且化学惰性的CO2是常用的超临界流体,它特别适用于萃取极性弱的脂溶性有机污染物。

第三步为净化浓缩,通用的净化方法是柱层析法,SPE发展于70年代初期,是净化和富集相结合的方法,特别适用于水样样品。

其原理基本上与液相色谱相仿,是一个柱色谱分离过程,被萃取的组份用少量的溶剂洗脱。

它不仅用于除去干扰组份,净化样品,还可达到富集、浓缩的作用。

所用有机溶剂量少,时间短,既可作为单纯样品的制备技术(离线分析),也可作为其它分析仪器的进样技术依线分析[5]。

在处理多环芳烃时,可使平面的和非平面的分子得到分离。

缺点是回收率不高,吸附剂易堵塞孔径。

固相微萃取既可用于液样的预处理,也可用于固态和气态样品的预处理,发展于90年代初期。

由于集采样、萃取、浓缩和进样为一体,很快便得到了广泛地运用,尤其适用于气相色谱和高效液相色谱的样品预处理过程中。

它不是把待测物全部分离出来,而是通过待测物在固定相和水相之间的平衡分配来达到目的,具有操作简便、快速,不需用溶剂洗脱,易于实现在线分析直接与气相色谱联用等优点[6]。

缺点是价格较贵石英纤维(萃取头)易碎,聚合物涂层性质不稳定易产生样品携带等。

其中应用最为广泛的方法是硅胶柱层析法。

最后一步即为多环芳烃的仪器检测,目前最常用也是效率最高的两种方法为气质连用与高效液相色谱法。

其原理如下:混合物各组分在两相间进行分配,其中一相是不动的,称为固定相,另一相是携带混合物流过此固定相的流体,成为流动相。

当流动相中所含混合物经过固定相时,就会与固定相发生作用,由于各组分在性质和结构上的差异,与固定相发生作用的大小、强弱也有差异,因此在同一推动力的作用下,不同组分在固定相中的滞留时间有长有短,从而按照先后不同的顺序从固定相中流出。

当组分流出色谱柱后,立即进入检测器[7]。

检测器能够将样品组分的与否转变为电信号,而电信号的大小与被测组分的量或浓度成正比。

当将这些信号放大并记录下来时,就是色谱图了。

按流动相的物态,色谱法可以分为气相色谱和液相色谱法。

质谱法是将样品分子置于高真空中,并受到高速电子流或强电场等作用,失去外层电子而生成分子离子,或化学键断裂生成各种碎片离子,然后在磁场中得到分离后加以收集和记录,从所得到的质谱图推断出化合物结构的方法[8]。

GC-MS既发挥了色谱法的高分离能力,又发挥了质谱法的高鉴别能力,它具有样品量小、检测限低、选择性高、操作方便快捷等优点。

碳原子数在24以下的PAHs都可用GC/MS分析。

有研究表明,某些高温气谱柱可分离分析分子量大的PAHs(7环)。

在高效液相色谱中常会运用到梯度淋洗技术。

我国国家标准中所用的梯度淋洗液为甲醇和水,而国外的为乙睛和水。

两种方法都能够实现PAHs的分离但缺点是分析时间长,基线有漂移。

后来多采用固相萃取或固相微萃取技术进行富集。

由于PAHs大多具有很强的荧光发射特性,因而荧光检测器(FD)对这类化合物具有极高的灵敏度和选择性,尤其是对大环PAHs。

若待测组份中含有小环以PAHs,尤其是蔡和苊烯,此时常需将荧光检侧器和紫外检测器结合使用利用PAHs在紫外区有较强吸收来测定荧光强度较弱的小环PAHs。

2.生物监测多环芳烃的生物监测由两大部分组成,第一部分为植物监测,国内外已经出现了很多利用植物如茶树、马尾松等检测多环芳烃的实例,而在所有的植物中苔藓植物由于具有结构简单、吸附力强、易对污染物因子作出反应,同时取材容易,调查方法简便等优点,因而作为一类对环境污染反应敏感的指示植物在世界各国得到广泛使用[9]。

在实际的监测过程中,苔藓植物更因为其生命力强、表面积与其生物量的比值高、具有很强的吸附和保留大气颗粒物的能力,并且以保持终年的常绿,能提供具代表性与应用性的全年性的指示与预报,所以早在1968年,在荷兰召开的第一届关于大气污染对于动植物影响会议上,苔藓植物被推荐供普遍用作污染的生物学指标。

生物监测的另一大部分即为动物监测,现在应用的较多的是利用贝类来监测沉积物中多环芳烃的含量,最终揭示生态系统的受污染程度,目前已用于实验的贝类有贻贝、河蚬等[10]。

贝类作为生态系统中重要组成分子,多生活在水、沉积物界面上,与底层湖水关系密切.它既是藻类初级生产者和有机质颗粒的的滤食者,又是鱼鳖的食物,在重金属及持续性有毒有机污染物的生物浓缩过程中起重要作用。

利用“贝类预警”技术对水生态环境中多环芳烃初步研究,探讨污染物在贝类生物中富集特点,能够追踪污染物的可能来源,尽早提出防治措施。

近年来产生的生物标志物研究多环芳烃对人类的毒害效应也在逐渐发展,用这种方法对环境中多环芳烃作用的危险性评估需要考虑人群暴露水平、生物效应和个体易感性[11],但现阶段只限于医学方面的研究且尚不成熟,发展特异的生物标志物对正确评估机体暴露水平和探讨生物效应和个体易感性具有重要意义[12]。

3.各种监测技术存在的问题虽然多环芳烃的监测技术发展到今天已经取得了很大的进展,但是仍然存在一些问题。

在大气采样中,由于多环芳烃的浓度非常小,常用的采样方法很多时候不能完全反映空气中的多环芳烃含量,这时候应该发展并应用若干种采样方法组成的联用采样系统,这样能有效提高采样效率。

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